專利名稱：方/圓坯兼用連鑄二次冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及連鑄二次冷卻裝置，特別適用于方/圓坯兼用連鑄機。
背景技術(shù)：
所有連鑄機都設(shè)有鑄坯二次冷卻裝置，根據(jù)澆鑄的鋼種、鑄坯的尺寸，澆鑄速度分別對鑄坯采用水冷或汽霧冷卻方式。部分連鑄機設(shè)計成能澆鑄不同規(guī)格和不同形狀的鑄坯，故對應(yīng)每種規(guī)格的鑄坯都又相應(yīng)匹配了各自的噴淋系統(tǒng)，彼此不能互換。
傳統(tǒng)的噴淋架如圓坯外噴淋架，以外弧側(cè)的為例，參見圖1～圖3，噴淋架10是有兩個弧形不銹鋼方管101、102焊接成一體，分別通冷卻水和壓縮空氣，上分別均布12個支管103，并排的兩個支管同時接入氣/水混合室104，冷卻水在混合室104內(nèi)被壓縮空氣霧化，經(jīng)噴嘴105噴出，實現(xiàn)對鑄坯2表面的均勻冷卻。內(nèi)、外、左、右四個噴淋架1～4構(gòu)成12排噴淋環(huán)，每環(huán)上有四個噴嘴，相鄰兩排噴淋環(huán)的噴嘴成45度夾角布置，這樣才能保證鑄坯在澆鑄過程中沿鑄流方向和垂直鑄流方向上的每一個截面的冷卻強度相同，避免裂紋的產(chǎn)生。而形狀相同的鑄坯，它的噴淋架結(jié)構(gòu)相同，僅僅是噴嘴距鑄坯表面的垂直距離不同，技術(shù)要求是按噴嘴設(shè)計的角度噴出的冷卻霧水能完全覆蓋整個鑄坯表面，避免出現(xiàn)冷卻不完整、不均勻。
方坯噴淋架也以外弧為例，參見圖4～圖5，噴淋架是有兩個弧形不銹鋼方管101、102焊接成一體，分別通冷卻水和壓縮空氣，上分別均布12個支管103，并排的兩個支管同時接入氣/水混合室104，冷卻水在混合室104內(nèi)被壓縮空氣霧化，經(jīng)噴嘴105噴出，實現(xiàn)對鑄坯50表面的均勻冷卻。內(nèi)、外、左、右四個噴淋架1～4構(gòu)成12排噴淋環(huán)，每環(huán)上有四個噴嘴，相鄰兩排噴淋環(huán)的噴嘴布置完全相同，成0度夾角布置，這樣才能保證鑄坯在澆鑄過程中沿鑄流方向和垂直鑄流方向上的每一個截面的冷卻強度相同，避免方坯的角裂紋的產(chǎn)生。
但是，上述結(jié)構(gòu)的鑄坯二次冷卻裝置存在如下缺限如意大利DANIELE公司六流圓、方坯連鑄機，能生產(chǎn)153、178圓坯和160方坯，根據(jù)原設(shè)計要求生產(chǎn)不同斷面鑄坯時，就必須更換和調(diào)整相應(yīng)二冷水噴淋架，參見圖3，由于被更換的噴淋架裝在距地面6.5米至9米的半空中，且流間距狹小，而且每流有三個冷卻區(qū)，分別對應(yīng)A、B、C三段噴琳架4個噴淋架，每個噴淋架上有冷卻水和壓縮空氣兩根軟管，這樣每流共有8根軟管，所以每次更換斷面，就必須更換成24個噴淋架和48根軟管，工作量大；另外由于它們位于結(jié)晶器下口，大量冷鋼及氧化鐵皮粘結(jié)在噴淋架的安裝底座上，造成更換噴淋架時的清冷鋼的輔助時間長，所以由于上述原因造成每次更換生產(chǎn)斷面時，停機時間長達6小時，僅2001年更換斷面次數(shù)達44次，2002年2003年。
對應(yīng)Φ153，Φ178，口160三種端面鑄坯，不僅噴嘴的布置形式和安裝的位置不同，所以鑄機配有三種形式的噴淋架，每種形式的噴淋架案噴嘴的位置分為四種，分別為外弧側(cè)、內(nèi)弧側(cè)、左側(cè)、右側(cè)，Φ153，Φ178的噴淋架結(jié)構(gòu)相同，僅僅是安裝底座離鑄坯表面的距離不同，而方坯的噴淋架結(jié)構(gòu)形式和底座安裝距離都不同。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于設(shè)計一種方/圓坯兼用連鑄二次冷卻裝置，即更換斷面時，無須更換和調(diào)整噴淋架，只須在線切換相匹配冷卻水供水管線，縮短了停機時間，降低了檢修費用，減少了噴淋架的備件數(shù)量和種類。
本實用新型的方/圓坯兼用連鑄二次冷卻裝置，包括四組噴淋架，分別是外弧、內(nèi)弧、左側(cè)和右側(cè)；每組噴淋架由四個弧形管連接而成，其中，第一、二、三弧形管連通冷卻水，第四弧形管連通壓縮空氣，每根弧形管上均布多排支管，支管上裝有噴嘴，其中，弧形管上所有奇數(shù)排支管上噴嘴接在第一弧形管上；偶數(shù)排支管上噴嘴按與奇數(shù)排支管噴嘴安裝夾角的不同，又分為角邊和側(cè)邊，所有偶數(shù)排的45度夾角的噴嘴都接在第二弧形管上，即偶數(shù)排角邊上；所有偶數(shù)排夾角為0度的噴嘴都接在第三弧形管上，即偶數(shù)排側(cè)邊上，這樣四組噴淋架噴嘴的不同布置就形成兩種不同的噴水環(huán)截面；四個弧形管上分別裝有獨立的控制閥門。
采用本實用新型二冷水噴淋架，更換斷面時，無須更換和調(diào)整噴淋架，只須在線切換相匹配冷卻水供水管線，縮短了停機時間，降低了檢修費用，減少了噴淋架的備件數(shù)量和種類。


圖1為現(xiàn)有的圓坯噴淋架示意圖；圖2為現(xiàn)有圓坯噴淋架A截面圖；圖3為現(xiàn)有圓坯噴淋架B截面圖；圖4為現(xiàn)有方坯噴淋架示意圖；圖5為現(xiàn)有方坯(連鑄的)噴淋架A截面圖；圖6為本實用新型的噴淋架示意圖；圖7為本實用新型的噴淋架弧形管截面圖；圖8為本實用新型圓坯連鑄的噴淋架A截面圖；圖9為本實用新型圓坯連鑄的噴淋架B截面圖；圖10為本實用新型方坯連鑄的噴淋架A截面圖；圖11為本實用新型方坯連鑄的噴淋架B截面圖；圖12為本實用新型系統(tǒng)控制圖圖13為本實用新型手動控制圖。
圖14為本實用新型自動控制圖。
具體實施方式
如圖6～圖9所示，本實用新型的方/圓坯兼用連鑄二次冷卻裝置，包括四組噴淋架組成，分別是外弧噴淋架1、內(nèi)弧噴淋架2、左側(cè)噴淋架3和右側(cè)噴淋架4；每組噴淋架由四個弧形管11、12、13、14連接而成，其中，第一弧形管11、第二弧形管12、第三弧形管13連通冷卻水7，第四弧形管14連通壓縮空氣8，每根弧形管上均布多排支管15、15’，支管15、15’通過混合室16、16’連接裝有噴嘴17、17’，其中，弧形管上所有奇數(shù)排A支管上噴嘴接在第一弧形管11上；偶數(shù)排B支管上噴嘴按與奇數(shù)排支管噴嘴安裝夾角的不同，又分為角邊和側(cè)邊，所有偶數(shù)排的45度夾角的噴嘴都接在第二弧形管12上，即偶數(shù)排角邊B1上；所有偶數(shù)排夾角為0度的噴嘴都接在第三弧形管13上，即偶數(shù)排側(cè)邊B2上。
安裝底板6的位置(距離鑄坯表面的垂直距離)的設(shè)置原則是兼顧幾種規(guī)格鑄坯，使按噴嘴角度噴出的霧水能完全覆蓋鑄坯表面，確保鑄坯表面冷卻均勻，避免裂紋產(chǎn)生。
由于圓坯/方坯形狀的不同，圓坯規(guī)格的不同以及其它工藝參數(shù)的變化，二冷區(qū)的冷卻強度是不同的，由PLC控制流量閥的開度來實現(xiàn)的，使用多功能噴淋架后，管路控制系統(tǒng)可以在線自動切換或在線手動切換。
參見圖6～9、圖12，澆鑄圓坯時，內(nèi)、外、左、右四個噴淋架1～4構(gòu)成12排噴淋環(huán)，每環(huán)上有四個噴嘴，打開連接奇數(shù)排A的第一弧形管11上的控制閥門18、偶數(shù)排角邊B1第二弧形管12上的控制閥門19、第四弧形管14的控制閥門21，關(guān)閉連接偶數(shù)排側(cè)邊B2的第三弧形管13上的控制閥門21，即相鄰兩排噴淋環(huán)的噴嘴成45度夾角布置，形成的噴水環(huán)保證鑄坯在澆鑄過程中沿鑄流方向和垂直鑄流方向上的每一個截面的冷卻強度相同，避免裂紋的產(chǎn)生，實現(xiàn)傳統(tǒng)噴淋架圓坯的功能。
參見圖10～11、圖12，澆鑄方坯時，內(nèi)、外、左、右四個噴淋架1～4構(gòu)成12排噴淋環(huán)，每環(huán)上有四個噴嘴，相鄰兩排噴淋環(huán)的噴嘴布置完全相同，成0度夾角布置，打開連接奇數(shù)排A的第一弧形管11上的控制閥門18、連接偶數(shù)排側(cè)邊B2的第三弧形管13上的控制閥門20、第四弧形管14的控制閥門21，關(guān)閉連接偶數(shù)排角邊B1的第二弧形管12上的控制閥門19，形成的噴水環(huán)保證鑄坯在澆鑄過程中沿鑄流方向和垂直鑄流方向上的每一個截面的冷卻強度相同，避免方坯的角裂紋的產(chǎn)生，實現(xiàn)對鑄坯表面的均勻冷卻，實現(xiàn)傳統(tǒng)噴淋架方坯的功能。
參見圖13，其所示為手動控制，其中連通弧形管11～14的管路中設(shè)調(diào)節(jié)閥24以及相應(yīng)的調(diào)節(jié)器25、PLC26和流量顯示計22、壓力顯示計23，根據(jù)生產(chǎn)鑄坯指令，PLC控制程序設(shè)定冷卻水的流量和壓力，由調(diào)節(jié)器25控制調(diào)節(jié)閥24的開度，同時由人工介入，手動控制每條弧形管11～14的手動控制閥18～21的關(guān)閉，從而形成相匹配的冷卻水環(huán)，實現(xiàn)手動切換。
參見圖14，其所示為自動控制，其中連通弧形管11～14的管路中設(shè)調(diào)節(jié)閥24以及相應(yīng)的調(diào)節(jié)器25和流量顯示計22、壓力顯示計23；調(diào)節(jié)器25、控制閥(電磁閥)與PLC控制器26電連接，根據(jù)生產(chǎn)鑄坯指令，PLC26控制程序設(shè)定冷卻水的流量和壓力，由調(diào)節(jié)器25控制調(diào)節(jié)閥24的開度，同時自動控制每條弧形管11～14上的控制閥(電磁閥)18～21的的關(guān)閉，從而形成相匹配的冷卻水環(huán)，實現(xiàn)自動切換。
無論澆鑄何種規(guī)格鑄坯時，都存在部分噴嘴不噴水，理論上會造成噴嘴因高溫引起結(jié)垢堵塞，為防止這種現(xiàn)象出現(xiàn)，本本實用新型采用連續(xù)吹掃壓縮空氣方式，在壓縮空氣的作用下，即可避免澆鑄中的一些飛濺物進入噴嘴而引起堵塞，又可對噴嘴的實現(xiàn)空冷，防止結(jié)垢堵塞。
綜上所述，采用本實用新型二冷水噴淋架，即更換斷面時，無須更換和調(diào)整噴淋架，只須在線切換相匹配冷卻水供水管線，縮短了停機時間，降低了檢修費用，減少了噴淋架的備件數(shù)量和種類，能顯示出它的優(yōu)越性，其效益可予以預(yù)期。
權(quán)利要求1.方/圓坯兼用連鑄二次冷卻裝置，包括四組噴淋架，分別是外弧、內(nèi)弧、左側(cè)和右側(cè)，其特征是每組噴淋架由四個弧形管連接而成，其中，第一、二、三弧形管連通冷卻水，第四弧形管連通壓縮空氣，每根弧形管上均布多排支管，支管上裝有噴嘴，其中，弧形管上所有奇數(shù)排支管上噴嘴接在第一弧形管上；偶數(shù)排支管上噴嘴按與奇數(shù)排支管噴嘴安裝夾角的不同，又分為角邊和側(cè)邊，所有偶數(shù)排的45度夾角的噴嘴都接在第二弧形管上，即偶數(shù)排角邊上；所有偶數(shù)排夾角為0度的噴嘴都接在第三弧形管上，即偶數(shù)排側(cè)邊上；四個弧形管上分別裝有獨立的控制閥門。
2.如權(quán)利要求1所述的方/圓坯兼用連鑄二次冷卻裝置，其特征是所述的控制閥門為手動閥。
3.如權(quán)利要求1所述的方/圓坯兼用連鑄二次冷卻裝置，其特征是還設(shè)有PLC可編控制器，所述的控制閥門為電磁閥，并分別連接于PLC可編控制器。
專利摘要方/圓坯兼用連鑄二次冷卻裝置，包括四組噴淋架即外弧、內(nèi)弧、左側(cè)和右側(cè)；噴淋架由四個弧形管連接而成，其中，第一、二、三弧形管連通冷卻水，第四弧形管連通壓縮空氣，弧形管上均布多排支管，支管上裝有噴嘴；所有奇數(shù)排支管上噴嘴接在第一弧形管上；偶數(shù)排支管上噴嘴與奇數(shù)排支管噴嘴安裝夾角不同，分為角邊和側(cè)邊，所有偶數(shù)排45度夾角噴嘴接在第二弧形管上；所有偶數(shù)排夾角為0度噴嘴接在第三弧形管上，四組噴淋架噴嘴的不同布置就形成兩種不同的噴水環(huán)截面；弧形管上有閥門。本實用新型二冷水噴淋架，更換斷面時無須更換和調(diào)整噴淋架，只須在線切換相匹配冷卻水供水管線，縮短了停機時間，降低了檢修費用，減少了噴淋架的備件數(shù)量和種類。
文檔編號B22D11/124GK2712501SQ200420037018
公開日2005年7月27日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者丁琴, 高賢麟, 朱雄輝 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司